现代操作系统ppt课件

第6章
文件管理
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6.1 文件和文件系统
现代OS是通过文件系统来组织和管理在计算 机中所存储的大量程序和数据；或者说，文件 系统的管理功能，是通过把它所管理的程序和 数据组织成一系列文件的方法来实现的。
文件是数据的一种组织形式，文件管理系统是 指文件和对文件进行操纵和管理的软件集合。 基于文件系统的概念而把数据的组成分为数据 项、记录和文件三级。
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文件系统模型
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此外，文件具有自己的属性，属性可包括： 文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件 的存取控制、文件的建立时间等。
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文件类型
对文件的分类有下列几种方法:
一、按用途分类：系统文件、用户文件、 库文件。
二、按文件中的数据形式分类：源文件、 目标文件、可执行文件。
三、按存取控制属性分类：只执行文件、 只读文件、读写文件。
空间。 ⑶读文件； ⑷写文件； ⑸截断文件：放弃原有文件的内容 ⑹设置文件的读/写位置：改顺序存取为随机存取。
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文件操作
文件的“打开”和“关闭”操作
当前OS提供的大多数对文件的操作，其过程大致分 为两步：第一步是通过检索文件目录来找到指定文 件的属性及其在外存上的位置；第二步是对文件实 施相应的操作。为了避免多次重复地检索目录，引 入open这一文件系统调用。
一、有结构文件：其记录长度可分为定长和不定长 两类。组织这些记录的方式有多种。而形成下述 几种文件：
⑴顺序文件。由一系列记录，按某种顺序排列所形成的 文件。其中的记录通常是定长记录。
⑵索引文件。当记录为可变长度时，通常为之建立一张 索引表，为每个记录在表中设置一表项。
⑶索引顺序文件。是上述两种文件方式的结合。它为文 件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设 置一表项。
一、逻辑记录的排序：文件中的记录可以 是任意顺序的，因此，可以按照不同顺 序进行排列，一般可归纳为以下两种：
⑴串结构。记录之间的顺序与关键字无关，通 常的办法是按存入的时间先后来排列。
⑵顺序结构。文件中的所有记录按关键字排列。
就检索效率而言，对顺序结构文件的检 索比对串结构文件的检索要高。
对对象操纵 基本I/O管理程序（文件组织模块） 和管理的 软包件括集命合令接口和基程本文件系统（物理I/O层） 序接口两类。I/O控制层（设备驱动程序）
对象及其属性说明
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文件操作
用户通过文件系统所提供的系统调用实施对文 件的操作：
最基本的文件操作： ⑴创建文件：分配外存空间，建立目录项。 ⑵删除文件：将要删除文件的目录项置为空项，回收
所谓“打开”是指系统将指名文件的属性从外存拷 贝到内存打开文件表的一个表目中，并将该表目的 编号（索引）返回给用户，以后便利用返回的索引 号向系统提出操作请求。
Close系统调用用来关闭文件，OS将把该文件从打 开文件表中的表目上删除掉。
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文件操作
其他文件操作
为方便用户，OS都提供了数条有关文件操 作的系统调用，可将这些系统调用分为若干 类：
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文件逻辑结构的类型（2）
二、无结构文件：即流式文件，其长度以 字节为单位。对流式文件的访问，是利 用读写指针来指出下一个要访问的字符。 可以把流式文件看作是记录式文件的一 个特例。在UNIX系统中，所有的文件都 被看作是流式文件，即使是有结构文件， 系统不对文件进行格式处理。
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顺序文件（1）
(2)文件的物理结构，又称为文件的存储结构，是文件在 外存上的存储组织形式，与存储介质的存储性能有关。
对文件的逻辑结构提出的要求有：提高检索效率； 便于增、删、改文件的记录；降低文件存储费用。
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文件逻辑结构的类型（1）
文件的逻辑结构可分为两大类：一是有结构文 件(记录式文件)；二是无结构文件(流式文件)。
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文件、记录和数据项（3）
三、文件：是由创建者所定义的，具有文件名的 一组相关元素的集合，可分为有结构文件和无 结构文件两种。在有结构文件中，文件由若干 相关记录组成，无结构文件则被看成是一个字 符流。文件在文件系统中是一个最大的数据单 位，描述了一个对象集。一个文件必须要有一 个文件名，用户利用文件名来访问文件。
最常用的一类是对文件属性进行操作的； 另一类是对有关目录的； 还有实现文件共享的系统调用； 用于对文件系统进行操作的系统调用。
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6.2 文件逻辑结构
文件系统设计的关键要素，是将诸记录构成一个 文件的方法，以及将一个文件存储到外存的方法。 任何一个文件，都存在着两种形式的结构：
(1)文件的逻辑结构。是从用户观点出发所观察到的文件 组织形式，是用户可以直接处理的数据及其结构，独立 于物理特性，又称为文件组织。
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文件、记录和数据项（1）
一、数据项：数据项可分成两种类型：
1、基本数据项：用于描述一个对象的某种属性 的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑 数据单位，又称为数据元素或字段。它除了数 据名外，还应有数据类型。表征一实体在数据 项上的数据称为值。
2、组合数据项：由若干个基本数据项组成，简 称组项。.3来自文件、记录和数据项（2）
二、记录：是一组相关数据项的集合，用于描述 一个对象某方面的属性。一个记录应包含的数 据项，取决于需要描述的对象的哪些方面。一 个对象由于他所处的环境不同可把他作为不同 的对象。 在诸多记录中。为了能唯一地标识一个记录， 必须在记录的各个数据项中，确定一个或几个 项，把他们的集合称为关键字。也即，关键字 是能唯一标识一个记录的数据项集。